[实用新型]一种金属双极板空冷燃料电池电堆

说明书

本实用新型公开了一种金属双极板空冷燃料电池电堆，其特征在于：金属双极板空冷燃料电池电堆包括上端板和下端板，所述上端板的外侧壁设有气体接头，所述上端板和下端板相对的一侧分别设有上采电板和下采电板，所述上采电板和下采电板之间依次设有若干金属双极板、气体扩散层、燃料电池单体和MEA膜电极，所述上端板和下端板之间通过安装孔安装有若干电堆紧固杆，所述上端板和下端板之间通过电堆紧固杆进行固定。本实用新型可以使用带材金属薄板连续冲压、折弯、冲切及焊接等工序，具有自动化生产便利的特点，节省制造成本；减轻空冷燃料电池电堆的重量及体积；可以使用更小风量的风机；逐个单体可以自动化组装，增加燃料电池生产效率的特点。

技术领域

本实用新型涉及双极板燃料电池技术领域，具体领域为一种金属双极板空冷燃料电池电堆。

背景技术

燃料电池是一种将化学能直接转化成电能的清洁能源技术，具有工作高效、环境友好等特点的发电装置，可以广泛应用于基站电源、大中小型电站、电动车、备用电源等方面，产品应用前景广阔；燃料电池主要由端板、采电板、膜电极和双极板构成；端板可以为燃料电池提供紧固支撑，采电板负责将燃料电池单体产生的电能汇流引出，膜电极是燃料电池的发电核心，双极板是电池的主要骨架，在空冷燃料电池中起到收集电流、气体分配、支撑膜电极以及热管理的作用；双极板占据燃料电池堆重量和成本的绝大部分，其制作材料及加工费用是燃料电池成本高的主要原因之一。

目前，空冷燃料电池双极板材料主要有三类：石墨材料、复合材料和金属材料。石墨双极板导电良好、耐腐蚀性能强，技术比较成熟，许多示范应用的燃料电池汽车大都采用此种双极板；但石墨双极板的脆性极大，重量沉、机械性能差、加工效率低、同时价格昂贵且制造成本高，难以实现商业化大批量生产。复合材料双极板以碳粉和树脂为主要原料、经过模压等方式制备而成，可以改善石墨双极板的性能，并在一定程度上降低双极板的成本，但其加工工艺十分复杂，且存在导电性和气体渗透的问题，长期稳定性尚待探索。金属双极板可以采用直接冲压薄板形成，易于大批量生产，且可以大幅度提高燃料电池的比能量和比功率、降低电池成本；此外，由于金属材料具有导电导热性好、机械强度高、容易薄片化、易加工等优点，成为燃料电池双极板的首选材料之一，世界各大公司及研究单位纷纷进行金属双极板电堆的开发和研究。

现有的金属双极板的空冷燃料电池电堆，装堆包含有石墨空气板及石墨单电池，单电池制作需使用硅胶逐层粘接的方式，无法自动化或大规模生产，硅胶固化时间较长，MEA与双极板为一次性粘接，单体无法回收等缺点。为此，我们提出一种金属双极板空冷燃料电池电堆。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种金属双极板空冷燃料电池电堆，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种金属双极板空冷燃料电池电堆，金属双极板空冷燃料电池电堆包括上端板和下端板，所述上端板的外侧壁设有气体接头，所述上端板和下端板的边缘均设有若干安装孔，所述上端板和下端板相对的一侧分别设有上采电板和下采电板，上采电板和下采电板可以是纯铜板，背面粘贴绝缘材料，绝缘材料采用聚酰亚胺、聚四氟乙烯、玻纤等材料，上采电板和下采电板也可以是环氧树脂板，单面覆铜；采电方式可以是中心焊接采电螺母柱、侧面单出或多出采电极耳；所述上采电板和下采电板之间依次设有若干金属双极板、气体扩散层、燃料电池单体和MEA膜电极，金属双极板的使用，相比于石墨板可以节省制造成本，相比于石墨板可以减轻空冷燃料电池电堆的重量及体积，不同于石墨板，阴极金属板包含供气流道及冷却流道，可以增加阴极空气过气量，同比与石墨板电堆，可以使用更小风量的风机；燃料电池电堆使用双面背胶基材垫与MEA膜电极形成燃料电池单体，具有结构简单，逐个单体可以自动化组装，增加燃料电池生产效率的特点。

优选的，所述金属双极板的向下两侧分别设有气体通道和气体副通道，所述上端板和下端板之间通过安装孔安装有若干电堆紧固杆，所述上端板和下端板之间通过电堆紧固杆进行固定，并通过紧固螺母组合进行紧固。